专利名称：离子注入方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造方法，特别是涉及一种离子注入方法。
背景技术：
离子注入是一种在半导体衬底中掺入杂质，以改变衬底的电性和材料属性的工 艺。在当今的半导体工业中，对于晶圆掺杂来说，离子注入是一项必不可少的工艺。由于半导体产品的生产逐渐趋向32nm甚至22nm技术，因此对于离子注入装置也 提出了新的要求，不但需要注入的离子束能量越来越低，而且对离子束的剂量和角度控制 的要求也越来越高。在离子注入系统中，有多种控制离子束注入能量的方法。图1所示即为一种典型 的控制离子束注入能量的方法的示意图，从离子源出射的离子束沿一直线路径自由漂移， 或是沿该直线路径被加速或减速(离子束进行加速或减速的该区域称为变速区域)后，以 预设的入射角度注入一工件(晶圆)的适当位置。该离子注入方法结构简单、控制方便，比较适用于传输能量较高的离子束。但是，该离子注入方法仍然存在以下缺点(1)由于束流的直线传输路径较长，导致在此传输过程中会产生大量的中性粒子， 如果不将该中性粒子过滤掉，其直接注入到工件上便会致使工件良品率降低。(2)由于沿直线路径加速或减速离子束，导致离子束的能量单色性不好，各种不同 能量的离子束都会注入到工件中去，从而导致工件的良品率较低。(3)由于空间电荷效应的存在，离子束沿直线路径进行变速时的减速比不能太大， 否则会因为该效应对能量较低的离子束传输效率的严重影响而导致在工件处只能得到较 小流强的离子束。所以该离子注入方法并不适用于注入能量较低的离子束。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的离子注入方法无法过滤中性 粒子、离子束能量单色性不好且不适用于低能离子束的缺陷，提供一种能够大量过滤掉中 性粒子且能够保证注入工件的离子束的剂量和单色性的离子注入方法。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种离子注入方法，其特点 在于，在该方法中，通过电效应或磁效应，使沿一直线路径出射的离子束进行一次偏转后注 入一工件。较佳地，在使该离子束偏转的同时对其进行加速或减速。本发明的积极进步效果在于本发明使离子束在注入工件之前进行一次偏转，而 由于中性粒子的运动路径并不会在电磁作用下发生偏转，由此便能够分离离子束与中性粒 子，实现把离子束在转弯之前产生的大量中性粒子过滤掉的目的；另外，通过对离子束的偏 转，能够获得能量单色性较好的离子束；另外，由于电场或磁场的聚焦效应，能够抵消部分 的空间电荷效应，能够保证在减速比较大的情况下，获得较大流强的较低能量离子束，从而便能够从整体上提高工件的良品率和离子注入机的生产效率。
图1为现有的离子注入方法的示意图。图2为本发明的离子注入方法的原理示意图。图3为本发明的离子注入方法的实施例的示意图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。本发明的离子注入方法如图2所示，在该方法中，离子束在到达工件之前有一较 长的直线路径，在该离子束的传输过程中，通过对其施加电场或磁场作用，使该离子束的路 径发生一次偏转，而后使其以预设的入射角度注入工件的适当位置。较优地，也可以选择在 使该离子束偏转的同时对其进行加速或减速控制，而该离子束在偏转的同时执行加速或减 速的区域便被称为变速转弯区域。图3所示便为通过设置多个电极1施加电场，以此实现 离子束的一次偏转的情况。在本发明中，用于执行离子束偏转的电场或磁场束流元件均可 以利用公知的电效应或磁效应原理设计实现，故在此均不做赘述。本发明的该离子注入方法具有以下优点(1)使离子束在注入工件之前进行一次偏转，而由于中性粒子的运动路径并不会 在电磁作用下发生偏转，由此便能够分离离子束与中性粒子，把离子束在转弯之前产生的 大量中性粒子过滤掉，以免其被注入工件导致工件良品率下降。(2)通过适当地调节电场的电势或磁铁的电流，利用电场或磁场的聚焦效应，可 以抵消部分的空间电荷效应，由此把损失的离子束流减到最小，从而保证在减速比较大的 情况下，获得较大流强的较低能量离子束。而正因为对较低能量离子束影响较大的空间电 荷效应被削弱，也使得本发明的该离子注入方法能够适用于较大能量范围(lOOeV-lOOkeV) 内的离子束的注入。(3)通过对离子束的偏转，能够获得能量单色性较好的离子束，特别是最终能量在 IkeV以上的离子束。(4)如图3所示，当采用电极使离子束偏转时，由于离子束在电场中的运动路径非 常短，可以避免束流的横向膨胀过大。(5)利用电场和磁场的转弯效应，能够方便地调节最终注入到工件的离子束的角 度，由此在离子束在注入工件时便更容易满足预设的入射角度和入射位置的要求。(6)该离子注入方法中离子束发生上述偏转的位置可以根据生产需要灵活设置， 例如，将其设置在用于获得束流最终能量的后加速或减速单元中，由于后加速或减速单元 已经处于非常靠近工件的位置上，便可以更加理想地使到达工件处的束流流强最大化。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些 仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背 离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更 和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种离子注入方法，其特征在于，在该方法中，通过电效应或磁效应，使沿一直线路 径出射的离子束进行一次偏转后注入一工件。
2.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，在使该离子束偏转的同时对其进 行加速或减速。
全文摘要
本发明公开了一种离子注入方法，在该方法中，通过电效应或磁效应，使沿一直线路径出射的离子束进行一次偏转后注入一工件。该方法能够过滤掉大量的中性粒子，且能够保证注入工件的离子束的较大剂量和较好的能量单色性。
文档编号C23C14/48GK102102190SQ200910201398
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者钱锋, 陈炯 申请人:上海凯世通半导体有限公司